第Ⅰ章

講演会

第Ⅰ章

講演会

Ⅰ―1

ユビキタス社会の展望とその技術課題
東京大学 大学院

情報理工学系研究科
教授 青山 友紀

講演会：「ユビキタス社会の展望とその技術課題」
講

師：青山 友紀

開催日：2004 年 11 月 1 日
会 場：(社)ビジネス機械･情報システム産業協会 第 1・2 会議室
参加者：38 名記：伊藤 昇＊1

１．はじめに２００４年４月までの５年間に、インターネットユ

ブロードバンド化が急速に進展し、通信容量が飛躍ーザは４倍（７０００万）に、携帯電話ユーザは２倍的に向上する中で、ユビキタス（いつでも、どこでも、（８０００万）に増加している。このように、インタ

何でも）という言葉が日常的に飛び交うようになった。

ーネットユーザ数は携帯ユーザ近づきつつある。イン

即ち、オフィスでの静的な情報収集から脱出して、人ターネットユーザが増加している背景には、大容量通間の全活動中に自由に必要な情報をやり取りすること

信可能な FTTH の急激な増加率がある。これらの傾向がが可能となりつつある。そのような背景において画像続くことにより、本格的なユビキタス社会が、実現に技術も変化せざるを得ない。そのヒントを掴んでいた向かう。現在はまだ模索段階ではあるが、キーデバイ

だくべく、“ユビキタス”にスポットを当てて、そのスとなる携帯・センサ・電子タグなどを組み合わせる

将来展望や技術課題について、ユビキタス研究の第一ことにより、PC からの静的なインターネットだけでは人者でいらっしゃる、東京大学の青山教授にご講演を出来なかった、今までにない様々なサービスが実現すいただいた。

る。
例えば、人がセンサを身につけてその動きをトレー

２．概要スすることで、必要としている情報を予想して携帯し本ご講演は次のような構成となっていた。

ている端末から情報収集できるようにすることで、そ・ユビキタスとは何かの付近で探しているものがどこにあるのかといったタ・ユビキタスネットワーク技術

イムリーな情報を得ることが可能となる。今までは、・ユビキタスサービスの例

予めパソコンで検索していたことが、向こうからやっ・ユビキタス社会へ向けての課題てくるわけである。また、無線タグを身につけること
で車が人物を予め察知して事故を防いだり、買い物で*1 技術調査小委員会委員

-1-

第Ⅰ章

講演会

品物を持ち出すだけで料金支払いがウェブ上で行えた

ルの高画質とかいったことが述べられたが、その他にりする。この無線タグは、生産～物流といった産業でもお話の中から“画像技術研究・開発として何をすべの用途も期待されており、実用化も始まっている。コ

きか”というヒントは隠れているように考える。そのストと動作可能距離が課題であるが、近い将来膨大なように感じていただければ幸いである。詳細は、貼付市場が期待されている。既に大きな市場を占めている

されている発表スライドを参照されたい。

センサとしては、携帯電話がある。今や携帯での決済も当たり前となりつつあるが、更に伸びるであろう。
通信容量の急速な伸びは、コンテンツの充実にも大きく寄与している。一時代前なら静止画像の送信だけでも大変であったが、今や超高画質のシネマでさえ起こることが可能である。つまりデジタルシネマである。
また世界中で同時に臨場感あふれるライブを見ることなども可能となる。従って、技術とともにいかに多くのコンテンツを所有し供給できるかがビジネスチャン
スのカギとなる。
このような中で、当然ながら大きな技術課題も存在する。まずインフラの整備である。通信の大容量化技
術、IP アドレスの枯渇対応、端末の多彩化への対応などがそれである。それに加え、セキュリティーが大きな課題である。昨今インターネットサービス企業を中心に頻発する個人情報漏れなどは、情報管理が全く不十分であることを物語っているが、ユビキタスが進むに従って更に危険度が増大する。例えばセンサで行動を逐一トレースできる技術は、プライバシー侵害と裏腹にある。
ユビキタス社会に向かっての技術研究・開発は、領域があまりにも広く膨大であり、もはや一企業や一大学研究室単独の範囲をはるかに超えている。様々なプ
ロジェクトが、産・学・官一体で垣根を越えて進められており、国策と言うべき段階にある。

３．終わりに今回のご講演では、急速に進展・変化を遂げるネッ
トワークが、我々の生活、活動、ビジネスにどのように影響してくるのかがを、技術解説を交えながらお話いただいた。 我々の周りでは、予想を越える変化が日々起こっていることが理解できた。画像技術への影
響というアイテムでのお話は、臨場感とかシネマレベ

-2-

以上

平成１６年１1月1日（月）「ユビキタス社会の展望とその技術課題」
青山 友紀
東京大学大学院 情報理工学系研究科

1

内

容

１．はじめに
２．ユビキタスとはなにか
３．ユビキタスネットワークの基本技術
４．ユビキタスサービスの例

2IT

５年間の進展

１９９９年４月 ⇒ ２００４年３月

１７百万 ⇒< ７０００万

４倍

インターネットユーザ

１４％

< ６０％

４倍

普及率

３万２千 ⇒<１３００万４００倍

ブロードバンドユーザ

４１００万 ⇒

< ８０００万

２倍

携帯電話ユーザ５万< ６６００万

１３００倍

ブラウザフォン

⇒⇒3

Broadband service users in Japan
Users (thousand)
10,000
ADSL

12.3M

CATV

2.7M
1.4M

FTTH

1,000
ADSL

100

FTTH
CATV

FTTH: 7.7M
ADSL: 7.0M
CATV: 4.3M

Estimated bye-Japan Strategy
Committee of the Ministryof Public Management,
Home Affairs, Posts andTelecommunicationsin 2001

User increment / month
10

2001

2002

2003

2004

2005 (Fiscal year)
4Internet Traffic through JPIX

X 2 per year

Source: JPIX (Japan Internet Exchange)

5さらに・ ディジタルTV放送（地上波）のスタート

・ 電子政府（住基ネット等）のスタート

・ ディジタルシネマのスタート

6

ＩＴ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ
Ubiquitous
多様性拡大
無線タグ
センサー
ロボット
情報家電

Broadband
帯域拡大
ディジタルカメラ
カメラ付携帯ディジタルテレビ
ディジタルシネマ

IPv6
アドレス拡大Security7

ユビキタスコンピューティング

Mark Weiserの定義••

あらゆる機器のコンピュータ化NW化
一人一台の計算機から，一人複数の計算機へ“Ubiquitous computing is the method of enhancing computeruse by making many computers available throughout thephysical environment, but making them effectively invisible
to the user.”
３つの要点
•
•
•

たくさんの計算機
実世界 (Physical Environment)
見えない (Invisible)

8What is Ubiquitous ?
- いつでも、どこでも、何でも今, ここで, これを !

- 完全なモビリティサポート
- 端末: PC/server & 通信系端末+ 家電製品+ あらゆる商品, 食品, 家畜,ペット,・・・・- 物理社会 + 仮想社会

ユビキタス社会9実社会と仮想社会の統合
ユビキタス社会は実社会と仮想社会を統合した新しい環境

ネットワーク
仮想社会

Ｕ
社
会

情報・サービス

情報・サービス

RFID センサー

実社会
10Desk-top PC

情報家電

Note PC

家庭内諸システム

PDA

カーナビ

Server

ロボット

携帯電話

ＩＣ

カード

電子タグ
ウェアラブル機器
センサー

ユビキタスネットワークに接続される多彩な機器11

ユビキタスのキーデバイス
携帯センサー
電子タグ（RFID

Tag）

12

センサーとセンサーネットワーク

13コンテクスト情報の取得 ⇒ センサー
環境情報

ネットワークで収集ユーザ情報し、それに基づいた警報情報サービスを提供14

カルフォル二ア大学バークレイ校

1mm3デバイス：センサ，電源，アナログ回路，
http://robotics.eecs.berkeley.edu/~pister/SmartDust/

向光通信，プログラマブルマイクロプロセサ

15センサネットワークへの期待
•

•
•
•

•
•

•

家電業界
– ネットワーク家具でモノや環境の状態を検地– コミュニケーションツールへの応用
自動車業界– 車両の異常監視システム
保険業界– 保険対象のリアルタイムな状況把握
建設・住宅業界– 建築物の異常監視システム– 快適な環境づくりの提案
家具業界– 情報通信機器と融合した家具の提案
玩具・ゲーム業界– 仮想世界と現実世界をリンクさせたゲーム
健康関連業界– 健康データを利用した予防医療サービス

日経エレクトロニクス，“センサがネットにつながれば”，2002.7.15

16

−ネットで環境制御−
ナノテクセンサーによる超大規模センサー
ネットワーク
CO2濃度
有害微粒子測定

空調・照明
や交通量などを適切に制御インターネット
インターネット

環境制御基盤システム

これを実現するには無数のセンサをネットワークから制御するためのセンサネットワーク制御技術や高密度ネットワーク制御技術が必要
17

デモビデオ

位置検出センサー

18

デモビデオU3

19

Goal: A Context Aware Content Delivery Service•

Contents
Network•

Context
Sensor•

The proliferation of mobile computing
devices allows any user to fetch content
and access services everywhere. On theother hand, the objective of context-aware
computing aims at personalized services
based on the user’s situation, preference,etc.
In our project, we seek a new content
delivery paradigm for mobile devices
based on users’ preference,
environmental and physiological states.
We monitor users’ context with a set ofoff-the-shelf worn sensors. The monitoredcontext includes user’s location,
environmental situation and physiologicalstates. This information is then used totrigger a notification to the user’s content
as well as the content selection.
20

Context Inference:

sensor data abstraction on the resource limited devices

GPS:
To obtain location

Sensor Array•A/D Conversion using
PIC•Record data in PC

Accel. Meter•Used MICA
•Wrists, Ankles, Waist•X，Y 2 axis 10bit in depth

Brightness

UV
Humidity

Humidity

MotionAlcohol
21

Experiment:
Context inference using tiny off-the-shelf sensors.

Environmental Sensor

Acceleration Sensor

timeuser’s situation (a user isin indoor, outdoor, in the
train, with the possibility of95%)

Moving Average

Sensor Reaings

UV
Humidity
Brightness
Temp

I: Running
II: Walking
III: Standing Stilltimestopping, walking, or
running (90%).
standing or sitting (100%)22

Prototype Implementation:•objective of thevisit•preference•time of the day•Location•context

CalculateContents
Rank
Contents /Navigation map

LaptopPC
In the bag

Accel Sensor

Arrival of the contents is
notified with a beep sound23

センサーネットワークの基本構成

ユーザはインター
ネットなどを通じてセンサにクエリを投じる

シンクノードと呼ばれるノード
がデータを収集• 無線通信：エラー大• 低電力消費• 計算能力少，メモリ少• 莫大な数Ian F. Akyildiz etc,”A Survey on Sensor Networks”, IEEE Comm. Mag., pp.102-114, August 2002

24

ユビキタスネットワーク技術の利用シーン ③

25

サービスイメージ
ゴミは出さない
のですか？

携帯を忘れ
てます

タグリーダ
可燃物

電車の中や外出の状況にあることを理解し，携帯が体から離れたタイミングで警告

忘れ物，落し物警告
サービスを例として

ゴミ袋を玄関脇にわざわざ置いたこと，今日がゴミの日であること，出かけようとしていることを理解し警告

捨てちゃだめ
それが不燃物であること，ゴミ箱が可燃物用であること，それを捨てようとしていることを判断し，捨ててはいけないと警告
可燃

物

26

RFIDとは• RFID (Radio Frequency IDentification system)• 媒体に電波･電磁波を用いたＩＤシステム• 非接触でデータの読み出し、読み書きが可能– c.f. 非接触ICカード

27

RFIDシステム• システム構成• リーダ（+アンテナ) （レシバー）• タグ (RFIDタグ、無線ICタグ、無線タグ、電子タグ、ICタグ、
transponder)
Antenna
RFID Tag

wired-line

ReaderEthernet/
RS232cradio signal

28

RFIDシステム（全体）• システム構成

Antenna
Reader

RFID Tag
idcommandidinterrogationidquery: id

操作 データベースに品物に関する情報をその品物に貼られたタグの識別子とともに蓄積
 リーダを制御して通信範囲内のタグの識別子を取得
 タグ識別子よりそのタグが貼られた品物の情報をデータベースから取得

information

29

RFIDの動作方式• アクティブ方式• パッシブ方式– 電磁結合方式– 電磁誘導方式– 電波方式（マイクロ波方式）– 静電誘導方式• セミパッシブ方式
バッテリ有無– 電磁誘導方式
Tag– マイクロ波方式

Antenna
通信方式

Reader30

周波数と通信距離• 通信距離は周波数（と出力）によって相違•→ アプリケーションが大きく相違する
通信距離5m

UHF-RFID
自動的な読み取り

1m

2.45GHz-RFID
13.56MHz-RFID

10cm

明示的な読み取り作業が必要
135kHz-RFID

031

2.45GHz-RFID• 特徴
利点– 通信距離が長い（実質1メートル）– 通信速度が速い（実質数十kbps）– アンテナ指向性が高く、通信範囲の限定が可能– 小型化が可能（通信距離は短くなる）
欠点– 水分に吸収されやすい– 回析が小さいため通信範囲が限定– 無線LANや電子レンジと混信• 応用範囲• 物流・在庫管理、• 製造物履歴管理等

アンテナ付きmu-chip(0.4mm)

32

RFIDの有用性• バーコードとRFID
比較項目

バーコード

RFID

データ量

約20バイト

8〜数Kバイト

読取距離

〜10cm

〜数m

読取時間

非常に長い

短い(1秒以下)同時読み取り困難

可能

汚れ・振動・磨耗等

影響大

基本的に影響なし

障害物

不可

金属以外

価格

数銭

数十円〜数百円

運用コスト

人件費

設備
33

モノ管理プラットフォームの例
AutoID
PML記述

ONSサーバPMLサーバ

96bit
EPC: 01.000501.0008BF.0000005027
タグ (パッシブタグ)
缶ジュース

EPC: Electronic Product CodeONS: Object Name Service
34
PML: Product Markup Language

市場ニーズと無線タグの種類
100k

・動物の固体識
別・タイヤの管理・電子決済
・入退室管理（円）

10k・生産工程管理・物流システム・偽造防止・手荷物管理1個当たりの価格

1k

100

10
バーコード
1

印刷のみ

ROM付
書き込み可能メモリ付（数10ビット）（〜数10kバイト）
簡易タグ

センサ付
（温度センサ、
圧力センサ等）μP付（プログラム内蔵）35

RFIDに対する誤解• 省力化・経費削減– 初期投資と実地実験• Suicaは8年以上の実地実験と百億単位の設備投資– 故障対応• タグやシステム故障時の対応コストが大きい• (読み取り失敗をしたタグ、壊れたタグの発見は難しい）– 二重投資• レガシーシステムと共存が必要• プライバシー問題– 想定される問題と今後発生する問題• 人物を特定される問題• 持ち物を判別される問題• 居場所や行動を特定される問題
36

電子（無線）タグの利用
RFID Tag（電子タグ）によるユビキタス社会
物の一生（製造

物流

販売

使用

廃棄

リサイク

ル）の各課程においてRFID情報による物品管理

超小型・安価・極小消費電力のコンピュータチップ
タグ仕様の標準化
37

38

デモビデオ

RFID Tag

39

デモビデオ

ユビキタスモンスター: ユビモン

40Ubiquitous

Monster: Ubimon

Monsters live in virtual world
Virtual World

Monsters are controlled by real world data

Real world
Players catch monsters moving in real world41

Acquisition of data for game

Detction of realworld

Detction of player’s
actionDetction of players(Spider)42

携帯の進化43

情報の三種の神器の進化
テレビ

大型化・薄型化・高品質化

パソコン

性能アップ・小型化・多彩なソフト

携帯

小型化・経済化・新機能追加
通話機能
e-mailWeb
ディジタルカメラ
ディジタルビデオ44

携帯の進化
情報の神器から生存の神器（情報、財産、安全、健康、を扱う）へ

ポケット機能：ポケット内や身につけている財布、鍵、時計、定期券などを携帯に搭載

ＩＤ機能： 生体情報（指紋、静脈、網膜、声紋、・・・）による安全な認証技術により実現
会員カード、社員証、健康保険証、免許証、パスポートとして利用
センサー機能環境情報：画像センサー、温度、湿度、照度、アルコール、騒音

ユーザ情報：位置、加速度、脈拍、血圧
指揮棒機能： 身の回りの機器を制御し、入出力機器として利用

個人情報

： カルテ

無線タグ機能 ： タグリーダ
45

i-modeiモードネットワークの構成＊セキュリティを確実にする
ためインター
ネットを介さずに直接接続している銀行な
どのＩＰ

ＩＰ

ＮＴＴドコモ
パケット網（ＰＤＣ−Ｐ）

用
P
専
I
P/ P
C
T TT
H

線

iモード TCP/IP
サーバー HTTP

iモード
携帯電話

ＮＴＴドコモ
通信網
（ＰＤＣ）

コンテンツ

ＩＰ
情報サービス提供者

ＩＰ
インターネット

独自にホームページを作っているＩＰ

企業

パソコン及び携帯電話等 （メール）46

iモードによる自販機販売
DoCoMo’s mobile
networkサービス

i-mode■ソフトドリンク

携帯をかざして認証する■情報 (クーポン)■壁紙ダウンロード

支払い方法■プリペイドポイントパス

Cmodeサーバ

2次元バーコード“Point Pass”■ポイントによる支払い■現金
The verification trial for Cmode is47
performed
jointly by the three parties of Coca-Cola Japan Co.
Ltd., NTT DoCoMo Inc, and Itochu Corp.

携帯の新しい機能“Mobile Wallet”

Fingerprint Sensor

Pedometer

Automatic reportof measurement
User

48

Family技術特徴

携帯向け顔認証技術
あなたの顔がアクセス鍵に従来のパスワードのように忘れたり盗まれたりすることなく、お手軽に
セキュリティを確保できます。

顔画像データをログに保存

アクセス者の顔画像をログとして保存できるので、不正アクセスの心理的抑止効果があります。

専用のハードウェア
が不要

既存のカメラ付携帯端末にそのまま搭載することが可能であり、端末側に特別なハードウェアを必要としません。

アプリケーション

個人認証・ｾｷｭﾘﾃｨ
端末持ち主確認ﾓﾊﾞｲﾙ決済本人確認
電子政府本人確認
会員本人確認など

顔画像ｺﾝﾃﾝﾂ
顔類似度応用ｺﾝﾃﾝﾂ
自動顔画像処理ｻｰﾋﾞｽ
顔画像加工ｻｰﾋﾞｽ
顔画像ｺﾐｭﾆｹｰｼｮﾝなど

49ユビキタスネットワーク技術の利用シーン ①

50

ユビキタス情報研究会が描く

2008年のある風景“Small Stories in 2008”51

ユビキタス社会のコンテンツ

[bit]
P

B2B

ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ配信

コンテンツ容量

ｼﾈﾏ配信

T Digital

Cinema=数百GB

HDTV中継G DVD=数GB
M
K

ｺﾝﾃﾝﾂ交易SDTV中継

P2P

MP3=
数MB/曲

B2C
ｾﾝｻｰﾈｯﾄの発
展
S2M

Web平均
=10kB/page

K

Webの発展InternetTVガイド
11Mpage/day Yahoo
300Mpage/day

M

アクセス数 [page/day]G
52

Ｓｈｏｗ Ｂｉｚ Ｃｏｎｔｅｎｔｓ
映画
オペラ
ミュージカル
コンサート
スポーツ
53

映画の誕生（フランス）

グラン・カフェ1895年12月28日に映画はこ

リュミエール兄弟

こで初めて公開上映された。

オーギュスト (1862-1954）
ルイ （1864-1948）
主な作品
列車の到着工場の出口フィルム・ノワール→アメリカ
PATHE, GAUMONT, UGC

フランスのフィルムアーカイブを含む映画総合施設：シネマテーク

54

ディジタルシネマの初公開• 1999年6月，LAとNY近辺の４映画館で公開上映• プロジェクタとして，ILA方式とDLP方式を使用
http://www.starwars.com/

55

映画タイトルビジネス
フィルムコスト：＄８０M（平均）１０タイトル中１タイトルが映画館でコスト回収（米国）
時期をずらし複数経路に流通させてトータルにコスト回収
劇場、飛行機、ホテルCATV、レンタル、PPV・VOD
プレミアチャネル、TV番組
１０タイトル中４タイトルのみが、投資回収（米国）56デジタルシネマにおける映画制作・編集プロセス

映画撮影（スタジオ，屋外）

800万画素超高精細カメラ

編集スタジオ

NW転送

コンサート会場実況撮影

講義・講演
オペラ
演劇・舞踊
など．．

大規模高速ネットワーク

ディジタルノンリニア編集機

NW転送
大規模高速ネットワーク

NW転送
フィルムアーカイブ所蔵フィルム
新作フィルム，他

フィルムディジタイザ

57

デジタルシネマにおける配信・上映プロセス
コンテンツ配信センター
コンテンツ配信処理

NW転送・著作権管理・暗号化
・圧縮符号化

NW転送

大規模高速ネットワーク

NW転送

データ蓄積センター
家庭内ホームシアター

ミニシアター（学校，公民館など）

映画館
58

デジタルプロジェクター
JVC製 反射型液晶プロジェクター

解像度

DLPプロジェクター

３８４０×２０４８画素

D-ILA素子 １．７インチ
×（3840×2048画素）

３枚（総画素数 2359万2960画素）

画像ﾋﾟｯﾁ：１０μｍ 開口率：９２％ 垂直配向液晶•

ソニー： ４K SXRDディスプレイデバイス発表 ４０９６×２１６０画素

59

３５ｍｍ Film
Cinema（４Ｐ）

Photograph（８Ｐ）

Digital Cinema Standard must be established.
60

ディジタルシネマのフォーマット

空間解像度
（本）
静止画

動画コンテンツ

3000
印刷／医療

4K

2K

レーザープリンタ
60mmフィルム

超高精細ディジタルシネマ
800万（3840x2048）画素

35mmフィルム
&ディジカメ

35mm映画
フィルム

2000

HDTV
1080P

1000

HDTV(1080i)

720P
ポラロイドフィルム
既存のメディア

0
写真
映画では横方向の解像度で表記
映画の4k=2000本の走査線
映画の2K=1000本の走査線(HDTV)

0

24 30

映画

テレビ

通常の
TV(480i)

時間解像度(Frame/秒)
61ディジタルシネマの映像フォーマット
SD = 0.3 or 0.4 Mpix/frame
SD x 5 or 6 = HD up to 2 Mpix/frame
HD x 4 = SHD at 8 Mpix/frame or greater62

８００万画素 SHD Digital Cinema System
３８４０ｘ２０４８画素（HDTVの４倍）
NTT研究所開発

63

800万画素超高精細ディジタルシネマのストリーム配信

通信・放送機構
通信・放送機構
幕張ｷﾞｶﾞﾋﾞｯﾄﾘｻｰﾁｾﾝﾀｰ
幕張ｷﾞｶﾞﾋﾞｯﾄﾘｻｰﾁｾﾝﾀｰ

銀座ヤマハホール
銀座ヤマハホール

450Mbpsのストリーム配信

SD

Centillion 1400

Bay Networks

P*8x 50
OOO130
A O N
6

ETHER

RST

LINK

RS 232C

INS

ACT

ALM

PC CARD

PWR

GbE
シネマサーバ

ALM

ALM
FAN0 FAN1 PWR0 PWR1

NTT東日本メトロイーサ・IP/GbE
・1GbpsJGN
・IP/ATM・622Mbps

ATMベース

大手町

JPEG2000 プロジェクタ
デコーダ

IPネイティブ

2003年6月2日のディジタルシネマシンポジウムでの配信実験

64

８００万画素SHDシステムによる小沢征爾のサイトウキネンコンサートライブ中継

NTT Musashino R&D Center“PaletteTown” at Tokyo bay area

NTT―JVC―Olympus 共同トライアル65

超高精細ディジタルシネマの普及のイメージ•

フォトニック・ネットワークを核とした普及– 日本の文化の継承を手助け – 映画・歌舞伎・演劇– 公民館(18,000館)・公共文化会館(1,500館)での上映機会
超高品質映像ディジタルシネマ
ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾀ

ディジタルシネマ映画館
超高品質映像ディジタルシネマ

スケーラブル符号化技術(ワンソース・マルチユース )ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾀ

データセンター用
高速光アクセス回線

公民館・市民会館

映画・美術・博物・図書館
インターネット配信

教育用
高品質映像

大容量アーカイブセンタ
ネットワーク型ワンソース・マルチユース

教育機関（大学・高校）

66

ディジタルシネマを支援するＤＣＣＪ
DCCJNPO Digital Cinema
Consortium of Japan
特定非営利活動法人
ディジタルシネマ・コンソーシアム
Englishhttp://www12.ocn.ne.jp/~d-cinema/
組織概要

趣旨

定款

入会のご案内会員活動紹介リンク67

第17回東京国際映画祭

東京デジタルシネマ・シンポジウム2004
DCI規格デジタルシネマの展望 ‒ 4Kデジタル制作からアーカイブまで
ハリウッド・キーパーソンが集結し、その熱き思いを語る！！
デモンストレーション内容：
名作映画のデジタル修復＆4Kデジタル上映
4KデジタルシネマのJGN2を用いたネットワーク配信・上映など
主催： デジタルシネマ実験推進協議会（DCTF）
日時： 2004年10月26日（火）13時より
後援： 総務省
会場： 六本木アカデミーヒルズ49(独）情報通信研究機構「オーディトリアム」
協賛： （特）ディジタルシネマ・コンソーシアム（DCCJ）
参加費：無料(財)テレコム先端技術研究支援センター
同時通訳あり協力： ＮＴＴグループ
拝啓、時下益々ご清祥のこととお慶び申し上げます。
さて、このたび第17回東京国際映画祭の一環として、東京デジタルシネマ・シンポジウム2004を開催する運びとなりました。
このシンポジウムを主催する「デジタルシネマ実験推進協議会」は、我が国で制作から配信上映までの関係者の総力を結集して「４K」規格を頂点とするデジ
タルシネマの流通技術、品質評価技術、セキュリティ技術の確立を目指す実験等を推進し、更に国際的な展開を図り国際標準化に貢献することを目的として、総務省の協力の下、独立行政法人情報通信研究機構、特定非営利活動法人ディジタルシネマ・コンソーシアム及び映像関連の企業・団体を中心に本年５月に結成されました。
本シンポジウムではハリウッドおよび欧州のデジタルシネマ関係の要人の講演とパネル討論、遠隔地からの４Kテスト映像配信及び４Kで制作された映画のデジタル上映と盛りだくさんの内容となっております。日本のコンテンツ産業発展に寄与すべく、今後もこのようなシンポジウムやセミナー、デモ等を通じて皆様と共にデジタルシネマの発展に尽くす所存であります。
本日は、どうぞ最後までごゆっくり４Ｋデジタルシネマの世界をお楽しみ下さいますようお願い申し上げます。
敬具【 Access Map 】

住所：東京都港区六本木6-10-1
六本木ヒルズ森タワー49F
・東京メトロ Ｈ日比谷線
Ｈ04「六本木駅」1C出口徒歩0分
・都営地下鉄 Ｅ大江戸線
Ｅ23「六本木駅」3出口徒歩4分
・都営地下鉄 Ｅ大江戸線
Ｅ22「麻布十番駅」7出口徒歩4分
・東京メトロ Ｎ南北線
Ｎ04「麻布十番駅」4出口徒歩7分＊お問い合わせ先・プログラム概要は裏面をご覧ください。

2004年10月吉日
デジタルシネマ実験推進協議会

68ネットワークの歴史に学ぶ
テレグラフ

テレフォン
携帯

インターネット？

69歴史に学ぶ・世代の更新（１G,２G、３G・・・）とパラダイムシフトが繰り替えされてきた・ 新しいパラダイムは現パラダイムの中心からは出てこない。
・その時パラダイムの中心勢力は新パラダイムを理解できない。
・ ネットワークの性質は端末で決まってきた。
・３パラダイムでは端末とサービスの目的は決まっていた。
・ 端末の多様化、サービスの多様化は電話では目的を達してこなかった。

ISDN、B-ISDN over ATM・ ユビキタスは当初から多様な端末、多様なサービスを目的と
している。

70

端末機器がネットワークを決めた
電信機：

電流を断続し、モールス符号（文字符号）を伝送する常時接続のディジタルネットワーク。

電話機：

音声の空気振動を電流に変換し、転送するアナ
ログネットワーク。
遅延に敏感なストリーム情報のリアルタイム伝
送と経済性を両立するConnection-oriented
（CO)

PC：

型のネットワーク。

遅延を許容する短時間のディジタルデータの転をパケットによって転送するConnection-less（CL)型ネットワーク。ネットワークはベストエフォート
でデータの正確さはアプライアンスに任せた。
71

ネットワークのパラダイム
目的

端末

テレグラフ網 モールス符号の伝送

電信機

電話網

電話機

人と人との通話インターネット PCとサーバー間のデータ転送

PC

ユビキタスNW

多様

多様

72

ユビキタス社会のインフラ

インターネットのコンセプト
・

善意で均一なユーザコミュー二ティ

・

情報はパケットで・

IP: End-to-End Argument⇒

Stupid Network & Intelligent Host
バカなネットとかしこい端末

TCP: Congestion Avoidance

・

標準化

⇒

⇒

輻輳は皆で協調して解消

Rough Consensus and Running Code （IETF）
おおまかな合意と実装
73

Applications

ＩＰ プロトコルの特徴“Narrow
Waist”
AccessTechnologies

74ＩＰｖ６のねらい・ＩＰアドレスの枯渇に対応
ＩＰアドレス空間を３２ｂｉｔから１２８ｂｉｔに拡大
・経路制御情報の増大に対応
階層的なアドレスを導入し経路情報を削減
・Ｐｌｕｇ ａｎｄ Ｐｌａｙの機能向上
ネットワークアドレスと機器固有アドレスの自動付与機能
・セキュアな転送路の確保
ＩＰｓｅｃの採用によるセキューリティ性能向上
・・・・・

75

IPの直面する課題

IPの想定していない環境
ユーザの不均性の崩壊⇒

安心なネットワーク構築が焦眉の急

ネットワークの透明性に反する要求条件
Fire Wall, NAT, Proxy, Cache
モビリティのサポート
ベストエフォートを超えるQoSの要求
極めて多彩な端末
IPのビジネスモデル
インターネット(儲からない）VS

携帯

常時接続・定額制の問題
76

ネットワーク上に出現する“べき法則”
が拡大している。
World of Power Law

p(k) = k - γ

インターネットの相転移が近づいている！！！
77

べき法則の世界
物理世界では相転移の状態で発生する
固体

⇒

液体

⇒

気体

磁化
超伝導体への転移極小から極大まで存在する世界

Ｐ（ｋ）＝k−γ

ランダムな世界

スケールフリーな世界

78

相転移状態は混沌とした状態
ただ一つの機構では制御不能
情報： Tbから１００ｂまで
端末： 多彩な端末、デバイス
Web： 超巨大ポータルサイトからほとんどアクセスされないHPまで
ユーザ：数％のヘビーユーザがISPのトラフィックの８０〜９０％を占有
ネットワーク： ヘテロジニアス
The Internet
VPN
Cellular Phone Network
Hot Spot
Sensor Network
ITS
・・・・・

79

新しいネットワークパラダイムの要求条件“Transparency” から “Controlled Transparency” へEnd-to-end argument の良い点を Controlled
Transparencyとどう組み合わせていくのかが重要な課題
インターネットの曖昧さと厳格なセイキューリティとの妥協点“the ability to select a minimal set of semantics withjust the right degree of weakness or strength of thedefinition remains an art”
多彩な端末、多様なトラフィックのCapability
ヘテロジニアスなネットワークの共存80

ユビキタスネットワークの課題
インターネットプロトコルTCP/IPのユビキタスネッ
トワークへの対応能力
例：IPv6のみで可能か
ユビキタスネットワークサービスに必要なミドルウエアの開発例：ネーミングシステム
81

4G Architecture using Ubiquitous
GW
Extend 4G Network putting Gateway (GW) on
its edge

Source: NTT DoCoMo

Ubiquitous World

Mobile World

4G Radio Access

GW
GW

4G Network Network
GW

GW

GW

82

All-IP•“All-IP” is the concept of moving the current
wireless network architecture from the current
circuit based concept to a packet basedarchitecture utilizing IP protocols and technology
where possible.

•Originally proposed in 3GPP2.

Pure-IP•

While the ‘all-IP’ approach tries to transform theconventional telephone network infrastructure to IPbased, the ‘pure-IP’ approach is a natural evolution
from the existing IP network83Direction of 4G

A. Mobile Ubiquitous with Ubiquitous Gatewayover IP-based Network

DoCoMo Proposal

B. End-to-end IP over Cellular Network Infra.

C. Connection of WiFi with end-to-end IP

D. Combination of A, B and/or C

84

Pure-IP vs All-IP

Source: Mark Klerer, “Introduction to 802.20: Technical and Procedural Orientation,” 2003.

85

Divergence ＆ Convergence
Integration of broadband Internet
and 4G cellular core network

FTTH

Broadband Internet
4G Cellular

WLAN

・ ・ ・
・ ・ ・

SensorNetwork86

固定と携帯の区別はない
・従来、固定電話サービス、携帯電話サービス、インターネッ ト接続サービスなどに対して別々の企業群が別々の枠組み（制度、規制、料金体系など）で提供している。

・ しかし、ユーザからみれば、それらの区別を意識せず、その場ですぐ利用できるサービスで使いたいし、場所が変わっても面倒な操作なしにシームレスにサービスを受けることが望ましい。

・ 従来は電波の厳しい規制から有線（部分的に無線を含む）のサービスと無線による携帯電話サービスがまったく異なる枠組みで提供されてきており、これらの枠組みをすぐに変更す
ることは簡単ではない。 しかし、今後、固定と携帯を有線技術と無線技術の最適な組み合
わせによって、両者の区別を意識せずシームレスなサービスを提供できる技術開発が重要である。

・ ドコモは携帯電話会社という意識を脱皮し、ユビキタスな情報通信サービスを提供するという視点で研究開発を行なってほしい。
87ネーミングシステム

これまで場所を知っていて、そこに効率的に到達する方法が用いら
れてきた

これから

場所を探し、到達する(reachability)ための手段が必要
88これまでのサービスアクセス

アドレスXにあるYというサービスを下さい89これからのサービスアクセス
ServerReplica/Cache

Yというサービスを下さい
90

ユビキタスネットワークミドルウエア：STONE
青山・森川研提案

ユーザ
要求

Interface-based
Service Description- なにをどうしたいかを(Service Graph) Interfaceの関係として

XMLで記述- その他メタ情報も付与可能

ユーザ要求をSGに変換するサービス

サービスリゾルバネットワーク
SR

名前解決&ルーティング

SR

SR
SR

SR

動的バインドSR

機能オブジェクト
自動登録

合成されたサービス- 分散型ネーミングサービス(名前登録管理・解決)- データ配送サービス- サービス合成(機能補間)- ハードウェアデバイス- 変換プロキシ- マルチメディアコンテンツなど

既存インターネット
91

Merits of name-based routing
Example: Display presentation image at the nearest display
Sender FO (Power Point Sender) sends the following packet.
“The nearest display
to the user”

Data (JPEG Image, etc…)

Resolver routes the packet to the destination FO while resolving
names in the packet's header.

MNSS

Sender
FO

MNSS

MNSS
MNSS

MNSS
MNSS

•

MNSS

Even if the nearest display has changed, the sender FO need not to be aware of thechange of the destination FO.

FO: Functional Object

92

Business Model
Cellular Model (in Japan)
携帯端末とネットワークの一体開発
ユーザはブランド携帯端末のみ利用可能
携帯端末の低価格販売と販売店キックバック
新製品、新サービス提供によるユーザ囲い込み
垂直統合モデルインターネットのようにアプリの選択の自由はない
Internet Model
ユーザは端末の選択の自由を保持
ユーザはアプリの選択の自由を保持
端末とネットワークは別開発
水平統合モデル
ISPはパケット転送による収益に依存
Ubiquitous Network Serviceはどちらのモデルか？

93

ユビキタスネットワークシンポジウム2004
開催日程：平成16年11月29日(月)−30日(火)開催場所：TIME24 （新交通ゆりかもめ テレコムセンター）

開催目的：
総務省の委託研究開発 「ユビキタスネットワーク技術の研究開発」における研究開発状況を報告すると共に、全参加機関の成果物のデモ展示を行ない、産業界にアピールする。

１．超小型チップネットワーキング技術 ： １機関（ＹＲＰユビキタス・ネットワーキング研究所 ）２．ユビキタスネットワーク認証・エージェント技術 ： ４機関（ＮＴＴ、日立、東京大学−江崎教授 、大阪大学−下條教授）
３．ユビキタスネットワーク制御・管理技術 ： ６機関（ＫＤＤＩ、ＮＥＣ、 富士通、東京大学−青山教授、慶応大学−徳田教授
九州工業大学−尾家教授）

主催 総務省協賛 ユビキタスネットワーキングフォーラム、関連学会
94ユビキタスネットワーキング/ユビキタスコンピューティング 状況−２

産学官連携フォーラム
ユビキタスネットワーキングフォーラム

http://www.ubiquitous-forum.jp/

技術部会、企画部会、電子タグ高度利活用部会、センサーネットワーク部会
Auto ID Center ⇒ EPC global

http://www.epcglobalinc.org/

T-Engine Forum/ユビキタスIDセンター http://www.t-engine.org/
ネットワークロボットフォーラム
アドホックネットワークフォーラム
秋葉原産学官連携懇談会
・・・・・・・・
95

ユビキタスネットワーキング/ユビキタスコンピューティング 状況−３
学会

電子情報通信学会
新世代ネットワークミドルウエアと分散コンピューティング（NGN)時限研究会（平成１３年度〜１４年度）
実空間指向ユビキタスネットワーク（URON)時限研究会 （平成１５年度〜）
http://www.ieice.org/cs/uron/
ユビキタス社会とライフスタイル（UBLS)時限研究会
http://www.ieice.org/~ubls/
ユビキタスネットワーク社会におけるバイオメトリクスセキュリティ時限研究会
情報処理学会
ユビキタスコンピューティングシステム研究会（UBI)
http://www.mkg.sfc.keio.ac.jp/UBI/
モバイルコンピューティングとユビキタス通信研究会（MBL)
http://www.ishilab.net/mbl/

96

ユビキタスネットワーキング/ユビキタスコンピューティング

状況−３

ユビキタスネットワークテストベッド
JGN II

http://www.jgn.nict.go.jp/

秋葉原クロスフィールド

http://www.akiba-cross.jp/

YRPユビキタス通信テストベッド

http://www.yrp.co.jp/

・・・・・

97

秋葉原クロスフィールド Map

98

YRPユビキタス通信テストベッド
第２ステップ

99

京浜急行

横横高速道路

第１ステップＪＧＮ ＩＩの構成
NW-A : NW運用管理技術の研究開発

金沢

福岡

大手町
10G (1G×8)

堂島

札幌
GMPLS相互接続技術

産学IT北九州
福岡

金沢
堂島

岡山

CRL鹿島

当初10Gベース

1G

つくば

CRLけいはんな
NW-B : テラビットクラス実現のためのテストベッド

産学IT北九州
福岡

10G

金沢

10G
(1G×8)

CRL神戸
10G

10G

1G

10G
(1G×8)

堂島

岡山
高知

仙台

1G

1G

光

10G

1G

名古屋
CRLけいはんな

沖縄

Source: CRL

1G

長野
10G
(1G×8)

10G

CRL鹿島

1G

10G
10G

CRL小金井
10G×2

光

大手町

つくば
大手町

つくば

堂島
CRL
けいはんな
100

光NW : 物理的な検証も可能な光テストベッド

解決すべき課題 （技術＋教育・規制・法律）
安全性（セキューリティ）
攻撃、ウイルス、悪用、ディジタルスリ
故障、障害、天変地異

−

−

人間要因

自然要因

ＤＲＭ（Digital Rights Management)
ディジタルデバイド
プラグアンドプレイ
リテラシー教育プライバシー
流用防止
スイッチオフ101

ユビキタス社会のネットワークは単にインターネットをブロードバンド化し、IPｖ６を導入すれば成立するものではない。

現在行われている、「インターネットの原則」に合致しない様々な試みを単に羅列する状況から、次のパラダイムのネットワー
クの原則、アーキテクチャ、プロトコル、のスキームを明らかにすることが求められている。

それは、若い研究者に課せられた課題である。インターネットの初期、ARPANETの時代に現在は神様と呼ばれている若い研究者達は新しいコンセプトとそれを具現化するプロトコルを
開発した。

102

Thank you for your attention ！
Thank you for your Attention !

http://www.mlab.t.u-tokyo.ac.jp

東京大学本郷キャンパス
Univ. of Tokyo
Campus103時間分割多重Time DivisionMultiplexing

波長分割多重WavelengthDivision Multiplexing

符号分割多重Code DivisionMultiplexingTDM: チャネル 1: チャネル 2: チャネル 3tチャネル 1 チャネル 2 チャネル 3

WDM

CDM

λ
チャネル 1
符合 1tチャネル 2
符合 2

t

時間波形

チャネル 3
符合 3

t

直交関係

1ビット

104

光送信部

光送信器
波長１

光伝送路

送信ディジタル光信号

光受信部

分波器

合波器

受信ディジタル光信号

光受信器
波長１

伝送光ファイバ

波長２

波長２

波長３

波長３
光増幅器
波長ｎ

波長ｎ
狭帯域光バンドパスフィルタ

波長多重（ＷＤＭ）の基本構成

105

光通信システムの大容量化の進展
光通信システムの大容量化の進展
チャンピオンデータ
40G×273波
2001年3月 ＮＥＣ

伝送容量 (bit/sec)

10T
1T

WDM
10G×32波

100G

ムーアの法則ムーアの法則10G×4波
2.5G×16波

10G
1.6G

1G

40G×160波
10G×176波

400M
810M

100M
1980
ムーアの法則

1985

2.4G
10G

TDM
1990

ギルダーの法則
ギルダーの法則

1995

2000

2005 (年)：インテルのゴードン・ムーア前会長が唱えた法則。
「半導体の集積度（能力）は、１８ヶ月で２倍に向上する」という半導体業界の経験則。
ギルダーの法則 ：経済学者でハイテク評論の第一人者でもあるジョージ・ギルダー氏による予測。
106「通信容量の爆発的拡大（半年間で約２倍）と、単位あたりの通信コストの飛躍的低下」という内容。

フォトニックルータ
波長多重リンク＝車線
ＩＰパケット

ＩＰルータ

パケットレベルでの電気処理ルーティング
・遅延大・遅延ゆらぎあり
・大容量困難

波長パス

電気ルータ

通過トラフィックを光のまま経路制御

光のままのルーティング・低遅延・遅延ゆらぎなし
・大容量の実現
波長多重リンク

ＩＰルータ

波長ルーティング
IPトラヒック変動と連動したダイナミックなレーンの増設・削除

107
フォトニックルータPhoto of AML OBS network testbed

108

世界初の光バースト転送実験に成功
ー DVD(5GByte)のような大容量情報の固まりを数秒で瞬時に転送ー•GMPLSに基づくシグナリングにより技術を20 msでコネクションを確立•10Gbps 光バースト信号を高QoSで転送に成功•MEMS光スイッチを2台使用
制御装置

制御装置

制御装置

NTT DC-SW
制御装置

NEL製DC-SW
制御装置
NTT
DC-SW

GSMP-IF

富士通MEMS-SW

制御装置

富士通
MEMS-SW

速度 < 1ms
挿入損失: 3 dB
NTT DC-SW

光バースト転送実験NW構成図
256x256-MEMS光クロスコネクトスイッチ

109目標スイッチング時間と達成状況
１．GSMP により 6ms 以内で制御可能な光スイッチの実現
２．2way シグナリングによる光バーストスイッチングの高速化により 20ms 以下のτswを実現(h=0〜2, L=0 の条件で測定)

３．共同実験により異ベンダSW 混在の h=4 のネットワークにおいて、30ms 以下のτswを実現
LANTransmission
Distance (L)5 nsec x (Lx2)

Metro

100km

1000km

100µs

1ms

10ms

1GB

DVD
5 GB

CD
650 MB

1MB
Super HighDefinition
Still Image
12 MB

1000s
光バーストデータサイズ τb

10 Gbps での転送データ量

Next
Generation
DVD
30 GB

Nation wide/Global

10km

適用領域
1TB

適用領域

η=
η=

100μs

100ms

η = τb / (τb + τsw )

1s

1ms

10,000 km

η=

Photonic MPLS
Router at Present

0. 99

0. 9

平成15年度研究成果

0. 5
Target

1ms

10ms

100ms

SW切替時間 τsw (L=0)

1s

10s
L: ファイバ長110フォトニックネットワーク技術の展開
光IPルーティングの実現
λ1波長のダイナミックな運用

OXCに基づくNW

WDM

λ3

λ2

WDM

光IPパケットをスイッチする
フォトニックIPルータ

研究目標
フォトニックラベルスイッチ
ルータによるNW（光ストリーム）

λ1 λ3（光バースト）
フォトニック
ラベルスイッチルータ（光ストリーム）
フォトニック
ラベルスイッチルータ
WDM

OXC

波長の固定的運用

波長制御性

フォトニックラベルスイッチ
ルータによるNW（光バースト）λ2

OADM

WDMリングNWOADM : Ootical Add/Drop Multiplexer
OXC : Optical Cross-connect

p-to-p WDM伝送

2001

2005
年代

2010〜
111

ＭＥＭＳ 光スイッチ112

光ファイバケーブル
メタリックケーブル
同軸ケーブル
無線

衛星
セントラル
オフィス

FTTB
ADSL
管理
センター

FWA
ATU-R

ONU
（オフィスの一室 ）
サーバー

AP

IMT2000
ONU

ルーター

10BASE-T

VDSL

HDR
PC

CATV
FTTH
無線LAN
CATV
事業者

セントラル
オフィス

CATV
モデム

ONT
AP

有線系と無線系が混在するアクセスネットワーク

113出典：超高速フォトニックネットワークチュートリアル講演会 資料（柴田宣）114

FTTH using B-PON System in Japan
Low-priority
Internet AccessInternet
Internet

Optical splitter

Content deliverly
100 Mb/s
Ethernet B-ONU（100Mbps）

Optical fiver
Max 32 users

DBA
ITU-T
G.983.4

B-OLT
＆EMDX

Ethernet（100Mbps,1Gbps）
High-priority

B-OLT

・
・
・

Servicecontrol

EMDX

DBA: Dynamic Bandwidth Assignment
EMDX: Ethernet Multiplexer and DemultipleXer・・・

Max 1000 users

2 service buffers
for each user
Internet
Content

Content
serverInternet

Content
115
serverネットワークの立ち上がりに要する期間
投資回収に１０〜２０年を要する研究を誰が担うのか？

普及率

Ａ

Ｂ

Ｃ

インターネット

1969

1990

1993

26年（A−C）

携帯電話
ＩＳＤＮ
FTTH

1967
1984
1984

1979
1988
1999

1995
1998
2004

28 年（A-−C）
14年（A−C）
20年（A−C)

Ｃ

Ａ

Ｂ

実験

サービスイン

投資回収までの期間

年
116

第Ⅰ章

講演会

禁無断転載
2004 年度
事務機器関連技術調査報告書(“I-1”部)
発行

社団法人 ビジネス機械・情報システム産業協会
技術委員会 技術調査小委員会〒105-0001 東京都港区虎ノ門１丁目 21 番 19 号
秀和第２虎ノ門ビル
電話 03-3503-9821
FAX 03-3591-3646-3-